JP2000032724A - Generator, electronic apparatus and electronic watch - Google Patents
Generator, electronic apparatus and electronic watchInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転錘などによっ
て得られる運動エネルギーを電気エネルギーに変換する
発電装置、および前記発電装置を有する電子機器および
電子時計に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generator for converting kinetic energy obtained by a rotary weight or the like into electric energy, and to an electronic apparatus and an electronic timepiece having the power generator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】腕時計装置のような小型で携帯に適した
電子機器において、発電装置を内蔵することによって電
池の交換をなくし、あるいは電池自体を無くすことがで
きる携帯型の電子機器が考案され実用化されている。図
１に、その一例として発電装置１０を内蔵した腕時計装
置１の概略構成を示してある。この携帯型電子機器（腕
時計装置）１においては、腕時計装置のケース内で旋回
運動を行う回転錘１１と、回転錘１１の回転運動を発電
装置１０のロータ１３に伝達する伝達手段である輪列１
２と、発電装置１０を備えている。発電装置１０は、２
極の永久磁石を備えたディスク状のロータ１３と、この
ロータ１３を収納するステータ１４を備えており、ロー
タ１３が回転するとステータ１４のコイル１５に起電圧
が発生し、交流出力が取り出せるようになっている。さ
らに、この携帯型電子機器は、発電装置１０から出力さ
れた交流を整流する整流回路２と、発電装置１０から得
られた電力を蓄積するコンデンサ５などによって構成さ
れた供給部４と、この供給部４からの電力によって動作
する計時装置７などの処理装置６を備えている。2. Description of the Related Art In a small and portable electronic device such as a wristwatch device, a portable electronic device in which a battery is eliminated or a battery itself can be eliminated by incorporating a power generation device has been devised and put into practical use. Has been FIG. 1 shows a schematic configuration of a wristwatch device 1 having a built-in power generator 10 as an example. In this portable electronic device (wristwatch device) 1, a rotating weight 11 that performs a swiveling motion in a case of the wristwatch device, and a train wheel that is a transmission unit that transmits the rotating motion of the rotating weight 11 to a rotor 13 of the power generation device 10. 1
2 and a power generator 10. The power generation device 10
It has a disk-shaped rotor 13 having permanent magnets of poles and a stator 14 for accommodating the rotor 13. When the rotor 13 rotates, an electromotive voltage is generated in a coil 15 of the stator 14 so that an AC output can be taken out. Has become. Further, the portable electronic device includes a rectifier circuit 2 for rectifying an alternating current output from the power generator 10, a supply unit 4 including a capacitor 5 for storing power obtained from the power generator 10, and a power supply unit 4. A processing device 6 such as a timekeeping device 7 operated by the electric power from the unit 4 is provided.
【０００３】上記の発電装置１０において多くの発電量
を得るためには、コイル端により高い起電圧を発生させ
る必要がある。コイル端起電圧は、コイル巻数とコイル
内磁束変化量と磁束変化速度に比例することが電磁誘導
の法則として知られている。このため従来技術において
は、コイル巻数を増やしたり、エネルギー密度の高い磁
石をより多く使用したり、輪列の増速比を約１００倍と
いう高い比率にして高い起電圧を得ていた。[0003] In order to obtain a large amount of power generation in the above-described power generation device 10, it is necessary to generate a high electromotive voltage at the coil end. It is known as the law of electromagnetic induction that the coil end electromotive voltage is proportional to the number of turns of the coil, the amount of change in magnetic flux in the coil, and the speed of change in magnetic flux. For this reason, in the prior art, a high electromotive voltage was obtained by increasing the number of coil turns, using more magnets having a high energy density, or increasing the speed increase ratio of the train wheel to about 100 times.
【０００４】しかしながら、従来技術の方法では、巻線
体積や磁石体積、あるいは輪列体積が増大し、体積的に
制約の大きい小型携帯機器などの発電装置としては限界
に達しつつある。特に、増速比が高いことは、ロータ磁
石とステータの間に働くコギングトルクやコイル電流が
流れた時の電磁トルク、あるいはロータ回転軸の軸受け
にかかる機械的な摩擦トルクを高い増速比で回転錘に伝
えるため、大きなブレーキ力が発生し、結果的に発電機
としての効率を下げることになる。しかしながら、増速
比を下げるとコイル端起電圧が減少し、これもまた発電
機の効率を下げることになる。However, in the conventional method, the volume of the winding, the volume of the magnet, or the volume of the train wheel is increased, and the power generation device such as a small portable device having a large volume restriction is reaching its limit. In particular, a high speed increase ratio means that the cogging torque acting between the rotor magnet and the stator, the electromagnetic torque when a coil current flows, or the mechanical friction torque applied to the bearing of the rotor rotating shaft is increased at a high speed increase ratio. Since the power is transmitted to the rotating weight, a large braking force is generated, and as a result, the efficiency of the generator is reduced. However, lowering the speed increase ratio reduces the coil end electromotive voltage, which also reduces the efficiency of the generator.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明のうち請
求項１ないし６記載の発明は、限られた小さい体積内で
磁束変化速度を減少させることなく高い起電圧を確保し
て、発電量の大きい発電装置を提供することを目的とし
たものである。Accordingly, the present invention according to the first to sixth aspects of the present invention secures a high electromotive voltage without reducing the magnetic flux changing speed within a limited small volume, thereby reducing the amount of power generation. It is intended to provide a large power generation device.
【０００６】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６
記載の発電量の大きい発電装置を有する電子機器を提供
することを目的としたものである。[0006] The invention according to claim 7 is the invention according to claims 1 to 6.
It is an object of the present invention to provide an electronic device having a power generation device having a large power generation amount.
【０００７】請求項８記載の発明は、請求項１ないし６
記載の発電量の大きい発電装置を有する電子時計を提供
することを目的としたものである。[0007] The invention according to claim 8 is the invention according to claims 1 to 6.
It is an object of the present invention to provide an electronic timepiece having a power generation device having a large power generation amount.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明のうち請求項１記載の発明は、軟
磁性材料からなる回転軸と、該回転軸に固定され回転軸
に対して径方向に多極着磁された永久磁石と、を有する
ロータと、前記永久磁石の磁極に対向し、前記永久磁石
の極数より少ない数のステータ極を有するステータヨー
クと、このステータヨークの一部に捲回されるコイル
と、を有するステータと、からなることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotary shaft made of a soft magnetic material, and a rotary shaft fixed to the rotary shaft. A rotor having a permanent magnet that is multipolarly magnetized in the radial direction, a stator yoke having a smaller number of stator poles than the number of poles of the permanent magnet, facing the magnetic pole of the permanent magnet, and And a stator having a coil wound partly.
【０００９】上記構成によれば、磁石を多極化すること
により輪列による増速比を下げることが可能となり、発
電機の効率が高くなるという効果を有する。According to the above configuration, by increasing the number of poles of the magnets, it is possible to reduce the speed increase ratio due to the wheel train, and there is an effect that the efficiency of the generator is increased.
【００１０】請求項２記載の発明は、非磁性材料からな
る回転軸と、該回転軸に固定され回転軸方向に着磁され
た永久磁石と、各々同数の極歯を有する歯車形状を成
し、前記回転軸に対して極歯のピッチをずらして前記永
久磁石を挟持して配置され、前記永久磁石と同期して回
転する一対のロータヨークと、を有するロータと、前記
ロータヨークの極歯に対向し、一対の前記ロータヨーク
の極歯の数より少ないステータ極を有するステータヨー
クと、このステータヨークの一部に捲回されるコイル
と、を有するステータと、からなることを特徴とする発
電装置。According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft made of a non-magnetic material, a permanent magnet fixed to the rotating shaft and magnetized in the direction of the rotating shaft, and a gear shape having the same number of pole teeth. A rotor having a pair of rotor yokes arranged so as to sandwich the permanent magnet with the pitch of the pole teeth shifted with respect to the rotation axis and rotating in synchronization with the permanent magnet, and facing the pole teeth of the rotor yoke. A power generator, comprising: a stator having a stator yoke having fewer stator poles than the number of pole teeth of the pair of rotor yokes; and a coil having a coil wound on a part of the stator yoke.
【００１１】上記構成によれば、簡単な方法で磁石を多
極化でき輪列による増速比を下げることが可能となり、
発電機の効率が高くなるという効果を有する。According to the above configuration, it is possible to increase the number of poles of the magnet by a simple method and to reduce the speed increase ratio by the wheel train.
This has the effect of increasing the efficiency of the generator.
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項2記載の発
電装置において、前記ロータヨークの極歯の先端が、前
記永久磁石側に折曲されていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the power generator according to the second aspect, a tip of a pole tooth of the rotor yoke is bent toward the permanent magnet.
【００１３】上記構成によれば、より確実に磁石の磁束
をステータへ導くことが可能となり、発電機の効率が高
くなるという効果を有する。According to the above configuration, it is possible to more reliably guide the magnetic flux of the magnet to the stator, which has the effect of increasing the efficiency of the generator.
【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１ないし請
求項2のいずれかに記載の発電装置において、前記ステ
ータ極の先端が、折曲されていることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the power generator according to any one of the first to second aspects, the tip of the stator pole is bent.
【００１５】上記構成によれば、より確実に磁石の磁束
をステータへ導くことが可能となり、発電機の効率が高
くなるという効果を有する。According to the above configuration, it is possible to more reliably guide the magnetic flux of the magnet to the stator, which has the effect of increasing the efficiency of the generator.
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項2記載の発
電装置において、前記ロータヨークの極歯の先端が前記
永久磁石側に折曲され、かつ、前記ステータ極の先端が
折曲されていることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the power generator according to the second aspect, the tip of the pole teeth of the rotor yoke is bent toward the permanent magnet, and the tip of the stator pole is bent. It is characterized by the following.
【００１７】上記構成によれば、より確実に磁石の磁束
をステータへ導くことが可能となり、発電機の効率が高
くなるという効果を有する。According to the above configuration, it is possible to more reliably guide the magnetic flux of the magnet to the stator, which has the effect of increasing the efficiency of the generator.
【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１ないし請
求項５のいずれかに記載の発電装置は、回転錘によって
得られた動力を電気エネルギーに変換する発電装置であ
り、前記ロータは回転錘と同期して回転することを特徴
とする。According to a sixth aspect of the present invention, the power generator according to any one of the first to fifth aspects is a power generator for converting motive power obtained by a rotary weight into electric energy, wherein the rotor is a rotary motor. It is characterized in that it rotates in synchronization with the weight.
【００１９】上記構成によれば、回転錘にかかるブレー
キ力がちいさく、高効率な発電機を実現できるという効
果を有する。According to the above configuration, there is an effect that a braking force applied to the rotary weight is small and a highly efficient generator can be realized.
【００２０】さらに、上記請求項７ないし請求項８の構
成によれば、発電効率が高く、高出力が得られる発電装
置と、この発電装置の電力によって動作可能な処理装置
を搭載し、処理装置の機能を何処でも充分に発揮させる
ことが可能な携帯に適した小型電子機器や電子時計を提
供することが可能になるという効果を有する。Further, according to the seventh and eighth aspects of the present invention, a power generation device having high power generation efficiency and high output and a processing device operable by the power of the power generation device are mounted. There is an effect that it is possible to provide a small-sized electronic device or an electronic watch suitable for carrying and capable of fully exerting the above function anywhere.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の発電装置の実施の
形態を電子腕時計に応用した例を、図面に基づいて説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example in which an embodiment of a power generator according to the present invention is applied to an electronic wristwatch will be described with reference to the drawings.
【００２２】〔実施例１〕図２に、本発明の発電装置１
０の平面図を示す。ロータ１３の永久磁石８は回転軸１
７に対して径方向に６極に多極着磁されており、軟磁性
材料からなる回転軸１７に固定されている。永久磁石８
の磁極に対向するステータ極１８は２極であり、多極化
された永久磁石８の極数の６より小さい値を取ってい
る。したがって、６極すなわち３極対ある永久磁石８の
うち１極対分の磁束がステータ１４を流れることにな
る。この場合、従来の発電装置の２極すなわち１極対に
着磁された永久磁石８と同量の永久磁石８を用いたので
はステータ１４を通る磁束量が減少してしまうため、永
久磁石径を若干大きくし従来の２極ロータの磁束数と同
等の磁束を確保した。輪列１２による回転錘１１に対す
るロータの増速比は２５倍とし、永久磁石８は３極対で
あるのでステータ１４内の交番磁束速度は２５倍と３極
対の積で、回転錘１１の回転速度の７５倍となる。従来
例では輪列１２による回転錘１１に対するロータ１３の
増速比は９０倍で、永久磁石８は１極対なので、ステー
タ１４内の交番磁束速度は回転錘１１の回転速度の９０
倍である。なお、コイル１５の巻数は従来例と同じ４２
００ターンとした。以上のように、コイル１５の起電圧
に影響する三つの要素であるコイル巻数、磁束数、交番
磁束速度のうち、コイル巻数と磁束数を同等に設定し、
回転錘速度に対するステータ内交番磁束速度を従来例の
９０倍の８３％に相当する７５倍に設定したにも関わら
ず、発電機携帯時の単位時間当りの発電量は、従来例の
０．８１６マイクロジュール（以下μＪ）に対して１．
５５倍の１．２６７μＪを得た。これは、ロータ１３の
永久磁石８とステータ１４の間に働くコギングトルクや
コイル電流が流れた時の電磁トルク、あるいは回転軸１
７の軸受けにかかる機械的な摩擦トルクが、輪列１２に
よる増速比低減により従来例より小さい力として回転錘
１１に作用しているためである。Embodiment 1 FIG. 2 shows a power generator 1 according to the present invention.
0 shows a plan view. The permanent magnet 8 of the rotor 13 is
7 is multipolarly magnetized to six poles in the radial direction, and is fixed to a rotating shaft 17 made of a soft magnetic material. Permanent magnet 8
Are two poles, which are smaller than the number of poles of the multi-pole permanent magnet 8. Therefore, the magnetic flux corresponding to one pole pair of the permanent magnets 8 having six poles, that is, three pole pairs, flows through the stator 14. In this case, if the same amount of permanent magnets 8 as the permanent magnets 8 magnetized in two poles, that is, one pole pair, of the conventional power generation device is used, the amount of magnetic flux passing through the stator 14 is reduced. Was slightly increased to secure a magnetic flux equivalent to the magnetic flux number of the conventional two-pole rotor. The speed increase ratio of the rotor to the oscillating weight 11 by the train wheel 12 is set to 25 times, and the permanent magnet 8 is a three-pole pair. Therefore, the alternating magnetic flux velocity in the stator 14 is the product of 25 times and the three-pole pair. It is 75 times the rotation speed. In the conventional example, the speed increase ratio of the rotor 13 to the rotating weight 11 by the train wheel 12 is 90 times, and the permanent magnet 8 is a single pole pair, so that the alternating magnetic flux speed in the stator 14 is 90 times the rotating speed of the rotating weight 11.
It is twice. The number of turns of the coil 15 is 42, the same as that of the conventional example.
00 turns. As described above, among the three elements that affect the electromotive voltage of the coil 15, namely, the number of coil turns, the number of magnetic fluxes, and the alternating magnetic flux speed, the number of coil turns and the number of magnetic fluxes are set to be equal,
In spite of the fact that the alternating magnetic flux speed in the stator with respect to the oscillating weight speed was set to 75 times corresponding to 83% of 90 times that of the conventional example, the power generation amount per unit time when the generator was carried was 0.816 times that of the conventional example. 1. With respect to microjoules (hereinafter μJ).
1.267 μJ of 55 times was obtained. This is due to the cogging torque acting between the permanent magnet 8 of the rotor 13 and the stator 14, the electromagnetic torque when a coil current flows, or the rotating shaft 1.
The reason is that the mechanical friction torque applied to the bearing of No. 7 acts on the rotary weight 11 as a smaller force than the conventional example due to the reduction in the speed increase ratio by the wheel train 12.
【００２３】また、電子時計などの様に体積的な制約が
大きいシステムにとって、発電性能と並んで重要なこと
が構成の簡単さである。構成上重要なことは、本例のよ
うに、永久磁石８の磁極に対向するステータ極１８の数
は、多極化された永久磁石８の極数より小さいことであ
る。図３は６極磁石に４極のステータ極１８が対向して
いるケースを示している。このような構成も比較的容易
であるが、ステータ極が６極となると構成が極めて困難
であることがわかる。In addition, for a system having a large volume restriction such as an electronic timepiece, the simplicity of the configuration is as important as the power generation performance. What is important in the configuration is that, as in this example, the number of the stator poles 18 facing the magnetic poles of the permanent magnet 8 is smaller than the number of poles of the multi-pole permanent magnet 8. FIG. 3 shows a case where four stator poles 18 face six pole magnets. Although such a configuration is relatively easy, it can be seen that the configuration is extremely difficult when the number of stator poles is six.
【００２４】〔実施例２〕図４（ａ）および（ｂ）に、
それぞれ本発明の発電装置１０の平面図およびＡＢ断面
図を示す。この発電装置１０は、回転軸１７方向に２極
着磁されたリング状または円筒状の永久磁石８と、軟磁
性材料から成り、この永久磁石８と固着され、各々同数
の極歯９を有する歯車形状を成し、回転軸１７に対して
歯のピッチをずらして永久磁石８を挟むように配置され
ている一対のロータヨーク３と、磁路を構成するステー
タヨーク１６と、このステータヨーク１６の一部に捲回
されたコイル１５から構成されている。永久磁石８とロ
ータヨーク３からなるロータ１３は回転錘１１の動きに
同期して回転する。Embodiment 2 FIGS. 4A and 4B show
1 shows a plan view and an AB cross-sectional view of a power generator 10 of the present invention, respectively. The power generator 10 is made of a ring-shaped or cylindrical permanent magnet 8 magnetized in two directions in the direction of the rotation axis 17 and a soft magnetic material, and is fixed to the permanent magnet 8 and has the same number of pole teeth 9 respectively. A pair of rotor yokes 3 having a gear shape and being arranged so as to sandwich the permanent magnet 8 with the tooth pitch shifted with respect to the rotation shaft 17, a stator yoke 16 forming a magnetic path, and a stator yoke 16. It is composed of a coil 15 wound partly. The rotor 13 including the permanent magnet 8 and the rotor yoke 3 rotates in synchronization with the movement of the rotary weight 11.
【００２５】永久磁石８のＮ極から発生した磁束は、永
久磁石８のＮ極側のロータヨーク３の歯車の極歯９を通
ってのステータ極９を介してステータヨーク１６を通
り、さらに捲回されたコイル１５の内部を通り、ステー
タヨーク１６からステータ極９を介して永久磁石８のＳ
極側のロータヨーク３を通って永久磁石８のＳ極へ戻
る。ロータ１３の回転が進み次のステップでは、前のス
テップでＮ極側のロータヨーク３に対向していたステー
タヨーク１６のステータ極９がＳ極側のロータヨーク３
と対向するため、コイル１５の内部の磁束の流れは前の
ステップとは逆方向になる。したがって、ロータ１３が
一周するとロータヨーク３の極歯９の数と同数の周期の
交番磁界がコイル１５内に生じてコイル１５端に起電圧
が発生する。図４の例では、ロータヨーク３の極歯９の
数は各々３個であるので、ロータ１３が一周する間に３
周期の交流起電圧が発生する。本例では、ステータ１６
の内部流れる磁束数を従来例と同等となるように永久磁
石量を設定した。輪列１２による回転錘１１に対するロ
ータの増速比は２５倍とし、永久磁石８は３極対である
のでステータ１６内の交番磁束速度は２５倍と３極対の
積で、回転錘速度の７５倍となる。従来例では輪列１２
による回転錘１１に対するロータ１３の増速比は９０倍
で、永久磁石８は１極対なのでステータ内の交番磁束速
度は回転錘速度の９０倍である。なお、コイル巻数は従
来例と同じ４２００ターンとした。以上のように、コイ
ル起電圧に影響する三つの要素であるコイル巻数、磁束
数、交番磁束速度のうち、コイル巻数と磁束数を同等に
設定し、回転錘速度に対するステータ内交番磁束速度を
従来例の９０倍の８３％に相当する７５倍に設定したに
も関わらず、発電機携帯時の単位時間当りの発電量は、
従来例の０．８１６μＪ（マイクロジュール）に対して
１．５１倍の１．２３５μＪを得た。これは実施例１と
同様に、ロータ１３の永久磁石８とステータ１４の間に
働くコギングトルクやコイル電流が流れた時の電磁トル
ク、あるいはロータ１３の回転軸１７の軸受けにかかる
機械的な摩擦トルクが、輪列１２による増速比低減によ
り従来例より小さい力として回転錘１１に作用している
ためである。The magnetic flux generated from the N pole of the permanent magnet 8 passes through the stator yoke 16 through the pole 9 of the gear of the rotor yoke 3 on the N pole side of the permanent magnet 8, passes through the stator yoke 16, and is further wound. Of the permanent magnet 8 from the stator yoke 16 through the stator pole 9 through the inside of the coil 15
It returns to the S pole of the permanent magnet 8 through the rotor yoke 3 on the pole side. In the next step, the rotation of the rotor 13 advances, and in the next step, the stator pole 9 of the stator yoke 16 facing the rotor yoke 3 on the N pole side in the previous step is replaced with the rotor yoke 3 on the S pole side.
Therefore, the flow of the magnetic flux inside the coil 15 is in the opposite direction to the previous step. Therefore, when the rotor 13 makes one rotation, an alternating magnetic field having the same number of cycles as the number of the pole teeth 9 of the rotor yoke 3 is generated in the coil 15, and an electromotive voltage is generated at the end of the coil 15. In the example of FIG. 4, the number of pole teeth 9 of the rotor yoke 3 is three, so that three
A periodic AC voltage is generated. In this example, the stator 16
The number of permanent magnets was set such that the number of magnetic fluxes flowing through the inside became equal to that of the conventional example. The speed increase ratio of the rotor to the oscillating weight 11 by the train wheel 12 is 25 times, and the permanent magnet 8 is a three-pole pair, so that the alternating magnetic flux speed in the stator 16 is the product of 25 times the three-pole pair, 75 times. In the conventional example, the train wheel 12
, The speed increase ratio of the rotor 13 to the rotating weight 11 is 90 times, and since the permanent magnet 8 is a single pole pair, the alternating magnetic flux speed in the stator is 90 times the rotating weight speed. The number of coil turns was 4,200 turns, which is the same as the conventional example. As described above, among the three factors that affect the coil electromotive voltage, the number of coil turns, the number of magnetic fluxes, and the alternating magnetic flux speed, the number of coil turns and the number of magnetic fluxes are set to be equal, and the alternating flux speed in the stator with respect to the speed of the rotating spindle is conventionally Despite the setting of 75 times corresponding to 83% of 90 times of the example, the amount of power generation per unit time when the generator is carried is:
1.235 μJ, which is 1.51 times that of 0.816 μJ (microjoule) of the conventional example, was obtained. This is the same as in the first embodiment, ie, cogging torque acting between the permanent magnet 8 and the stator 14 of the rotor 13, electromagnetic torque when a coil current flows, or mechanical friction applied to the bearing of the rotating shaft 17 of the rotor 13. This is because the torque acts on the rotary weight 11 as a smaller force than the conventional example due to the reduction in the speed increase ratio by the wheel train 12.
【００２６】また、本実施例における構成の場合も、ロ
ータヨーク３の磁極に対向するステータ極１８の数は、
一対のロータヨーク３の極歯９の数より小さいことが、
実施例1と同じ理由で重要である。Also, in the case of the structure of this embodiment, the number of the stator poles 18 facing the magnetic poles of the rotor yoke 3 is as follows.
That the number of the pole teeth 9 of the pair of rotor yokes 3 is smaller than
It is important for the same reasons as in Example 1.
【００２７】〔実施例３〕図５（ａ）および（ｂ）に、
それぞれ本発明の発電装置１０の平面図およびＡＢ断面
図を示す。本例は、実施例２においてロータヨーク３の
極歯９を永久磁石８側に折曲した構造を示すものであ
る。このような構造にすることにより、ステータ極１８
とロータヨーク３の極歯９の対向する面積が大きくなる
ため、永久磁石８の磁束を確実にステータ１４に通すこ
とができる。また、３極対のうちステータ１４へ磁束を
供給していない残りの２極対の磁束が、外部へ漏洩し難
くなるという効果も有する。腕時計のように小さい体積
内に様々な部品が収納されている装置においては 磁気
回路外部への漏洩磁束により時計が誤動作することがし
ばしばある。したがって、漏洩磁束が少ないことは極め
て重要な効果である。Embodiment 3 FIGS. 5A and 5B show
1 shows a plan view and an AB cross-sectional view of a power generator 10 of the present invention, respectively. This embodiment shows a structure in which the pole teeth 9 of the rotor yoke 3 are bent toward the permanent magnet 8 in the second embodiment. With such a structure, the stator pole 18
And the area of the rotor teeth 3 facing the pole teeth 9 increases, so that the magnetic flux of the permanent magnet 8 can be reliably passed through the stator 14. In addition, there is an effect that the magnetic flux of the remaining two pole pairs of the three pole pairs, which do not supply the magnetic flux to the stator 14, hardly leaks to the outside. In a device such as a wristwatch in which various components are stored in a small volume, a clock often malfunctions due to magnetic flux leaking outside the magnetic circuit. Therefore, a small leakage magnetic flux is a very important effect.
【００２８】〔実施例４〕図６（ａ）および（ｂ）に、
それぞれ本発明の発電装置１０の平面図およびＡＢ断面
図を示す。本例は、実施例２においてステータ極１８を
折曲した構造を示すものである。体積的な制約などによ
りステータ１４の厚みが充分に取れない場合、このよう
な構造にすることにより、永久磁石８の磁束を確実にス
テータ１４に通すことができる。Embodiment 4 FIGS. 6A and 6B show
1 shows a plan view and an AB cross-sectional view of a power generator 10 of the present invention, respectively. This embodiment shows a structure in which the stator pole 18 is bent in the second embodiment. When the thickness of the stator 14 cannot be sufficiently obtained due to a limitation in volume or the like, by adopting such a structure, the magnetic flux of the permanent magnet 8 can be reliably passed through the stator 14.
【００２９】〔実施例５〕図７（ａ）および（ｂ）に、
それぞれ本発明の発電装置１０の平面図およびＡＢ断面
図を示す。本例は、実施例２において、ロータヨーク３
の極歯９の先端を永久磁石８側に折曲し、かつ、ステー
タ極１８の先端を折曲した構造を示すものである。この
ような構造にすることにより、ステータ極１８とロータ
ヨーク３の極歯３の対向する面積が大きくなり、永久磁
石８の磁束を確実にステータ１４に通すことができる。
また、３極対のうちステータ１４へ磁束を供給していな
い残りの２極対の磁束が、外部へ漏洩し難くなるという
効果も有する。さらに、体積的な制約などによりステー
タ１４の厚みが十分に取れない場合でも、永久磁石８の
磁束を確実にステータ１４に通すことができる。Embodiment 5 FIGS. 7A and 7B show
1 shows a plan view and an AB cross-sectional view of a power generator 10 of the present invention, respectively. This embodiment is different from the second embodiment in that the rotor yoke 3
2 shows a structure in which the tips of the pole teeth 9 are bent toward the permanent magnet 8 and the tips of the stator poles 18 are bent. With such a structure, the area where the stator poles 18 and the pole teeth 3 of the rotor yoke 3 face each other increases, so that the magnetic flux of the permanent magnet 8 can be reliably passed through the stator 14.
In addition, there is an effect that the magnetic flux of the remaining two pole pairs of the three pole pairs, which do not supply the magnetic flux to the stator 14, hardly leaks to the outside. Furthermore, even when the thickness of the stator 14 cannot be sufficiently obtained due to volume restrictions, the magnetic flux of the permanent magnet 8 can be reliably passed through the stator 14.
【００３０】本例の発電装置は、図１に示した腕装着型
の計時装置に限定されることはなく、ユーザーの脚部に
装着されたり、さらに、車両に搭載され、その振動など
によってロータを回転させて発電を行う機器などのよう
に様々な機器に適応することができる。また、本発明の
発電装置から電力を供給されて処理を行う処理装置とし
て、上述した計時装置に限らず、例えばページャー、電
話機、無線機、補聴器、万歩計、電卓、電子手帳などの
情報端末、ＩＣカード、ラジオ受信機などがあり、これ
らの携帯型機器に本発明の発電装置を適用することによ
って、これらの処理装置に対し十分な電力を供給するこ
とが可能である。そして、これらの携帯型の電子機器に
本発明の発電装置を携帯することにより、人間の動きな
どを捉えて効率よく発電を行い、電池の消耗を抑制した
り、あるいは電池そのものを不要にすることも可能であ
る。従って、ユーザーは電池切れを心配せずに、これら
の携帯型機器を使用することができ、電池切れによって
メモリーに記憶した内容が失われるなどのトラブルも未
然に防止できる。さらに、電池や充電装置が容易に入手
できない地域や場所、あるいは災害などによって電池の
補充が困難な事態であっても電子機器の機能を発揮させ
ることが可能となる。The power generating device of this embodiment is not limited to the arm-mounted type time measuring device shown in FIG. 1, but may be mounted on a user's leg, or further mounted on a vehicle, and the rotor may be driven by vibrations or the like. It can be applied to various devices such as a device that generates electricity by rotating a device. Further, the processing device that is supplied with power from the power generation device of the present invention and performs processing is not limited to the above-described timing device, and may be an information terminal such as a pager, a telephone, a wireless device, a hearing aid, a pedometer, a calculator, and an electronic notebook. , An IC card, a radio receiver, and the like. By applying the power generation device of the present invention to these portable devices, it is possible to supply sufficient power to these processing devices. By carrying the power generation device of the present invention to these portable electronic devices, power generation can be efficiently performed by capturing human movements, etc., and battery consumption can be suppressed or the battery itself can be eliminated. Is also possible. Therefore, the user can use these portable devices without worrying about running out of battery, and it is possible to prevent troubles such as loss of contents stored in the memory due to running out of battery. Furthermore, the function of the electronic device can be exhibited even in a region or place where a battery or a charging device is not easily available, or in a situation where it is difficult to replenish the battery due to a disaster or the like.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の発電装置に
よれば、ロータ磁石を着磁またはロータヨークにより多
極化したので、輪列による機械的な増速比を小さくする
ことが可能となり、その結果、ロータ磁石とステータの
間に働くコギングトルクやコイル電流が流れた時の電磁
トルク、あるいはロータ回転軸の軸受けにかかる機械的
な摩擦トルクが、比較的小さい力として回転錘に作用す
るためブレーキ力が小さくなり、効率の良い発電装置を
提供することができる。As described above, according to the power generator of the present invention, since the rotor magnet is magnetized or multi-polarized by the rotor yoke, it is possible to reduce the mechanical speed increase ratio due to the wheel train. As a result, the cogging torque that acts between the rotor magnet and the stator, the electromagnetic torque when the coil current flows, or the mechanical friction torque that acts on the bearing of the rotor rotating shaft acts on the rotating weight as a relatively small force. The power is reduced and an efficient power generation device can be provided.
【００３２】さらに、本発明の高効率の発電装置を用い
ることにより、発電装置と共に収納された処理装置の機
能をいつでもどこでも十分に発揮させることが可能な、
電子腕時計に代表されるような携帯型電子機器を提供で
きる。Further, by using the high-efficiency power generation device of the present invention, the function of the processing device housed together with the power generation device can be fully exhibited anytime and anywhere.
A portable electronic device represented by an electronic watch can be provided.
【図１】従来の発電装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a conventional power generator.
【図２】本発明における発電装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a power generator according to the present invention.
【図３】本発明におけるその他の発電装置を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing another power generation device according to the present invention.
【図４】本発明におけるその他の発電装置を示す図で、
（ａ）が平面図、（ｂ）がＡＢ断面図である。FIG. 4 is a view showing another power generation device according to the present invention;
(A) is a plan view, and (b) is an AB cross-sectional view.
【図５】本発明におけるその他の発電装置を示す図で、
（ａ）が平面図、（ｂ）がＡＢ断面図である。FIG. 5 is a view showing another power generation device according to the present invention;
(A) is a plan view, and (b) is an AB cross-sectional view.
【図６】本発明におけるその他の発電装置を示す図で、
（ａ）が平面図、（ｂ）がＡＢ断面図である。FIG. 6 is a view showing another power generation device according to the present invention;
(A) is a plan view, and (b) is an AB cross-sectional view.
【図７】本発明におけるその他の発電装置を示す図で、
（ａ）が平面図、（ｂ）がＡＢ断面図である。FIG. 7 is a view showing another power generation device according to the present invention;
(A) is a plan view, and (b) is an AB cross-sectional view.
１・・電子機器 ２・・整流回路 ３・・ロータヨーク ４・・供給部 ５・・コンデンサ ６・・処理装置 ７・・計時装置 ８・・永久磁石 ９・・極歯 １０・・発電装置 １１・・回転錘 １２・・輪列 １３・・ロータ １４・・ステータ １５・・コイル １６・・ステータヨーク １７・・回転軸 １８・・ステータ極 1 ・ ・ Electronic equipment 2 ・ ・ Rectifier circuit 3 ・ ・ Rotor yoke 4 ・ ・ Supply unit 5 ・ ・ Capacitor 6 ・ ・ Processing device 7 ・ ・ Timer device 8 ・ ・ Permanent magnet 9 ・ ・ Polar teeth 10 ・ ・ Power generator 11 ・・ Rotating weight 12 ・ ・ Wheel train 13 ・ ・ Rotor 14 ・ ・ Stator 15 ・ ・ Coil 16 ・ ・ Stator yoke 17 ・ ・ Rotating shaft 18 ・ ・ Stator pole
Claims (8)
に固定され回転軸に対して径方向に多極着磁された永久
磁石と、を有するロータと、前記永久磁石の磁極に対向
し、前記永久磁石の極数より少ない数のステータ極を有
するステータヨークと、このステータヨークの一部に捲
回されるコイルと、を有するステータと、からなること
を特徴とする発電装置。1. A rotor having a rotating shaft made of a soft magnetic material, a permanent magnet fixed to the rotating shaft and multipolarly magnetized in a radial direction with respect to the rotating shaft, and facing a magnetic pole of the permanent magnet. A power generator comprising: a stator having a stator yoke having a smaller number of stator poles than the number of poles of the permanent magnet; and a coil having a coil wound on a part of the stator yoke.
に固定され回転軸方向に着磁された永久磁石と、各々同
数の極歯を有する歯車形状を成し、前記回転軸に対して
極歯のピッチをずらして前記永久磁石を挟持して配置さ
れ、前記永久磁石と同期して回転する一対のロータヨー
クと、を有するロータと、前記ロータヨークの極歯に対
向し、一対の前記ロータヨークの極歯の数より少ないス
テータ極を有するステータヨークと、このステータヨー
クの一部に捲回されるコイルと、を有するステータと、
からなることを特徴とする発電装置。2. A rotating shaft made of a non-magnetic material, a permanent magnet fixed to the rotating shaft and magnetized in the direction of the rotating shaft, and formed in a gear shape having the same number of pole teeth. A rotor having a pair of rotor yokes arranged so as to sandwich the permanent magnet with the pole teeth shifted by a pitch and rotating in synchronization with the permanent magnet; and a pair of the rotor yokes facing the pole teeth of the rotor yoke. A stator having a stator yoke having less than the number of pole teeth of the stator, and a coil wound around a part of the stator yoke;
A power generator, comprising:
ロータヨークの極歯の先端が、前記永久磁石側に折曲さ
れていることを特徴とする発電装置。3. The power generator according to claim 2, wherein the tip of the pole teeth of the rotor yoke is bent toward the permanent magnet.
載の発電装置において、前記ステータ極の先端が、折曲
されていることを特徴とする発電装置。4. The power generator according to claim 1, wherein a tip of said stator pole is bent.
ロータヨークの極歯の先端が前記永久磁石側に折曲さ
れ、かつ、前記ステータ極の先端が折曲されていること
を特徴とする発電装置。5. The power generator according to claim 2, wherein the tips of the pole teeth of the rotor yoke are bent toward the permanent magnet, and the tips of the stator poles are bent. apparatus.
載の発電装置は、回転錘によって得られた動力を電気エ
ネルギーに変換する発電装置であり、前記ロータは前記
回転錘と同期して回転することを特徴とする発電装置。6. The power generator according to claim 1, wherein the power is converted from electric power obtained by a rotary weight into electric energy, and the rotor is synchronized with the rotary weight. A power generator characterized by rotating.
載の発電装置を有することを特徴とする電子機器。7. An electronic apparatus comprising the power generation device according to claim 1.
載の発電装置を有することを特徴とする電子時計。8. An electronic timepiece comprising the power generator according to claim 1. Description:
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19621698A JP3551027B2 (en) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | Power generators, electronic equipment and electronic watches |
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|---|---|---|---|
| JP19621698A JP3551027B2 (en) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | Power generators, electronic equipment and electronic watches |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP3551027B2 JP3551027B2 (en) | 2004-08-04 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3551027B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6973010B1 (en) | 1999-08-26 | 2005-12-06 | Seiko Epson Corporation | Timepiece device |
| JP2006047356A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Nidec Copal Corp | Lens drive unit |
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-
1998
- 1998-07-10 JP JP19621698A patent/JP3551027B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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